試驗(yàn)探究加速與力質(zhì)量的關(guān)系學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1試驗(yàn)探究試驗(yàn)探究(tnji)加速與力質(zhì)量的關(guān)系加速與力質(zhì)量的關(guān)系第一頁，共50頁。由牛頓第一由牛頓第一(dy)定律可知：定律可知：物體物體(wt)不受外力不受外力所受合外力所受合外力(wil)為零為零物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，即運(yùn)動狀態(tài)不變。狀態(tài)，即運(yùn)動狀態(tài)不變。那么設(shè)想：如果物體所受合外力那么設(shè)想：如果物體所受合外力不為零不為零，則物體運(yùn)，則物體運(yùn)動會怎樣？動會怎樣？物體物體不受力不受力時時的運(yùn)動情況的運(yùn)動情況思考：物體加速度思考：物體加速度a和哪些因素有關(guān)？你是怎么知道的？和哪些因素有關(guān)？你是怎么知道的？第2頁/共50頁第二頁，共50頁。第二節(jié)第二節(jié)

2、 心動 不如行動第3頁/共50頁第三頁，共50頁。學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)(xux)目標(biāo)目標(biāo) ：1、學(xué)會通過實(shí)驗(yàn)探究、學(xué)會通過實(shí)驗(yàn)探究(tnji)物體加速度與物體加速度與 力、質(zhì)量的關(guān)系力、質(zhì)量的關(guān)系 2、在實(shí)驗(yàn)中掌握打點(diǎn)、在實(shí)驗(yàn)中掌握打點(diǎn)(d din)計(jì)時器的用法計(jì)時器的用法 3、對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理、對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理 對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納分析對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納分析 第4頁/共50頁第四頁，共50頁。1、物體受到的合外力不為零是物體產(chǎn)生、物體受到的合外力不為零是物體產(chǎn)生(chnshng) 加速度的原因，即力是物體產(chǎn)生加速度的原因，即力是物體產(chǎn)生(chnshng)加加 速度的原因。速度的原因。 回憶回憶

3、(huy)分析分析2、質(zhì)量、質(zhì)量(zhling)也將決定物體加速度的大小。也將決定物體加速度的大小。 第5頁/共50頁第五頁，共50頁。加速度大小與物體加速度大小與物體(wt)受力大小有受力大小有關(guān)關(guān)加速度還與物體質(zhì)量加速度還與物體質(zhì)量(zhling)有關(guān)有關(guān)質(zhì)量質(zhì)量(zhling)一定時，受力越大，其加速一定時，受力越大，其加速度越大度越大受力一定時，質(zhì)量越小，其加速度越大。受力一定時，質(zhì)量越小，其加速度越大。 這里的力指物體所受合力這里的力指物體所受合力第6頁/共50頁第六頁，共50頁。明確幾個明確幾個(j )問題問題:1.實(shí)驗(yàn)要說明什么實(shí)驗(yàn)要說明什么(shn me)問題問題?3.如何如何

4、(rh)由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論由實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論?2.怎么設(shè)計(jì)這個實(shí)驗(yàn)怎么設(shè)計(jì)這個實(shí)驗(yàn)? a與與F關(guān)系關(guān)系? a與與m關(guān)系關(guān)系?1.測量哪些量測量哪些量?2.怎么測量怎么測量?數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理控制一個量控制一個量不變不變 a、F、m m： a:F:天平天平打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)計(jì)時器物體所受的物體所受的合力合力第7頁/共50頁第七頁，共50頁。研究研究(ynji)方法：控制變量法方法：控制變量法保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不同保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不同作用下的加速度，分析作用下的加速度，分析(fnx)加速度與合外力加速度與合外力的關(guān)系。的關(guān)系。保持物體所受力合外力相同保持物體所受力合外力相同(xin t

5、n)，測量不同，測量不同質(zhì)量的物體在該力下的加速度，分析加質(zhì)量的物體在該力下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。速度與質(zhì)量的關(guān)系。第8頁/共50頁第八頁，共50頁。制定實(shí)驗(yàn)制定實(shí)驗(yàn)(shyn)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(shyn) 小車、打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、小車、打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、學(xué)生電源學(xué)生電源(dinyun)、一端帶滑輪的長木板、細(xì)、一端帶滑輪的長木板、細(xì)線、刻度尺、天平、鉤碼線、刻度尺、天平、鉤碼2.物體物體(wt)的質(zhì)量用測量的質(zhì)量用測量天平天平1.怎樣測量物體的加速度？怎樣測量物體的加速度？3.怎樣給小車提供一個恒定的合力？怎樣給小車提供一個恒定的合力？實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材：第9頁/共50

6、頁第九頁，共50頁。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)(shyn)裝裝置圖置圖第10頁/共50頁第十頁，共50頁。例：例：平衡平衡(pnghng)摩擦力摩擦力將長木板不帶滑輪一端適當(dāng)墊高，使將長木板不帶滑輪一端適當(dāng)墊高，使小車的重力沿斜面小車的重力沿斜面(ximin)向下的向下的分力與摩擦力平衡。分力與摩擦力平衡。怎樣就算怎樣就算(ji sun)平衡好摩擦力平衡好摩擦力了？了？第11頁/共50頁第十一頁，共50頁。4.如何測定如何測定(cdng)小車受到的小車受到的合力？合力？5.繩子拉力大小繩子拉力大小(dxio)?鉤碼的重力。鉤碼的重力。小于小于6.什么情況下，繩子拉力近似什么情況下，繩子拉力近似(jn

7、 s)等于等于鉤碼重力即小車所受的合力？鉤碼重力即小車所受的合力？理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)：當(dāng)鉤碼質(zhì)量比小車質(zhì)量理論計(jì)算發(fā)現(xiàn)：當(dāng)鉤碼質(zhì)量比小車質(zhì)量小很多時（小很多時（ ），繩子拉力近似等），繩子拉力近似等于鉤碼重力即小車所受的合力于鉤碼重力即小車所受的合力1/ 6第12頁/共50頁第十二頁，共50頁。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)(shyn)裝裝置圖置圖方案方案(fng n)一：一：第13頁/共50頁第十三頁，共50頁。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)探究探究1.探究加速度與合力探究加速度與合力(hl)的的關(guān)系關(guān)系實(shí)驗(yàn)基本思路：保持小車實(shí)驗(yàn)基本思路：保持小車(xioch)的的質(zhì)量不變，測量小車質(zhì)量不變，測量小車(xioch)在

8、不同在不同作用下的加速度，分析加速度與合力的作用下的加速度，分析加速度與合力的關(guān)系。關(guān)系。做實(shí)驗(yàn)做實(shí)驗(yàn) 、得數(shù)據(jù)、填表格一、得數(shù)據(jù)、填表格一、作圖象、進(jìn)行分析、形成結(jié)、作圖象、進(jìn)行分析、形成結(jié)論論怎樣改變合力？怎樣改變合力？第14頁/共50頁第十四頁，共50頁。F F N Na/ma/ms s - -2 20.150.150.300.300.450.450.600.600.750.750 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.50 0. 1 0.2 0.3 0.4 0.5當(dāng)小當(dāng)小車質(zhì)車質(zhì)量不量不變時變時次數(shù)次數(shù)F/NF/N a/m a/m s s -2 -21 12 23 34 45 50.1

9、0 0.10 0.1460.20 0.20 0.3020.30 0.30 0.4280.40 0.40 0.5920.50 0.50 0.751第15頁/共50頁第十五頁，共50頁。2.探究加速度與質(zhì)量探究加速度與質(zhì)量(zhling)的關(guān)系的關(guān)系實(shí)驗(yàn)基本思路：保持小車所受合力相同實(shí)驗(yàn)基本思路：保持小車所受合力相同(xin tn)，測量不同質(zhì)量的小車在該力下的加速度，測量不同質(zhì)量的小車在該力下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。做實(shí)驗(yàn)做實(shí)驗(yàn) 、得數(shù)據(jù)、填表格二、作、得數(shù)據(jù)、填表格二、作圖象、交流分析圖象、交流分析(fnx)、形成結(jié)論、形成結(jié)論怎樣改變小車的質(zhì)量？怎樣改變小車

10、的質(zhì)量？第16頁/共50頁第十六頁，共50頁。m m kgkga/ma/ms s - -2 20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.20 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2a/ma/ms s - -2 20.20.20.40.40.60.60.80.81.01.00 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 /kg /kg -1 -1m m1 1當(dāng)當(dāng)拉拉力力不不變變時時次數(shù)次數(shù)m/kgm/kga/m a/m s s -2 -21 12 23 34 45 5/kg /kg

11、-1 -12.502.502.002.001.331.331.001.000.830.83m m1 10.400 0.400 0.8610.500 0.500 0.6920.750 0.750 0.4701.000 1.000 0.3521.200 1.200 0.290第17頁/共50頁第十七頁，共50頁。 心動 不如行動第18頁/共50頁第十八頁，共50頁。 小結(jié)小結(jié)(xioji)探究探究(tnji)加速度與力、質(zhì)量的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系關(guān)系1.研究研究(ynji)方法方法：2.數(shù)據(jù)處理方法：數(shù)據(jù)處理方法：3.結(jié)論結(jié)論：控制變量法控制變量法圖象法圖象法aF a1/mFam第19頁/共50

12、頁第十九頁，共50頁。用手給小車一個初速度，若在紙用手給小車一個初速度，若在紙帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的，帶上打出的點(diǎn)的間隔是均勻的，則表明平衡了摩擦力，否則必須則表明平衡了摩擦力，否則必須重新調(diào)整小木板的位置重新調(diào)整小木板的位置實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(shyn)注注意事項(xiàng)意事項(xiàng)第20頁/共50頁第二十頁，共50頁。3改變拉力和小車質(zhì)量改變拉力和小車質(zhì)量(zhling)后，每次開后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時器始時小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時器(或盡量遠(yuǎn)離或盡量遠(yuǎn)離定滑輪的一端定滑輪的一端)，并應(yīng)先接通電源，再放開小，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且在小車到達(dá)定滑輪前應(yīng)按住小車車，且在小車到達(dá)定滑輪前應(yīng)按住小

13、車4各紙帶的加速度各紙帶的加速度a，都應(yīng)是該紙帶的平均，都應(yīng)是該紙帶的平均加速度加速度5作圖象時，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線作圖象時，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分布在所上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分布在所作直線的兩側(cè)作直線的兩側(cè)第21頁/共50頁第二十一頁，共50頁。些都是造成位移誤差的原因些都是造成位移誤差的原因3小車運(yùn)動小車運(yùn)動(yndng)停止時不能與定滑輪相碰，停止時不能與定滑輪相碰，如果小車碰到定滑輪才松手讓夾子夾住拖線，則與如果小車碰到定滑輪才松手讓夾子夾住拖線，則與定滑輪相碰的小車位移偏小，產(chǎn)生誤差定滑輪相碰的小車位移偏小，產(chǎn)生誤差誤差誤差(wch

14、)分分析析第22頁/共50頁第二十二頁，共50頁。用如下圖所示的裝置研究(ynji)在作用力F一定時，小車的加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系，某位同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：第23頁/共50頁第二十三頁，共50頁。A用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量B按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材C把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶D將電磁打點(diǎn)計(jì)時器接在6 V電壓的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車質(zhì)量E保持小桶及其中砂子的質(zhì)量不變，增加小車上的砝碼個數(shù)，并記錄每次增加后的M值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)F分析每條紙帶，測量并計(jì)算出加速度的值G作aM關(guān)系圖象(t xin)，并由圖象(t xin

15、)確定aM關(guān)系第24頁/共50頁第二十四頁，共50頁。(1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是_，該步驟應(yīng)排在_步實(shí)驗(yàn)之后(2)在上述步驟中，有錯誤的是_，應(yīng)把_改為_(3)在上述步驟中，處理(chl)不恰當(dāng)?shù)氖莀，應(yīng)把_改為_【解析(ji x)】實(shí)驗(yàn)中把小桶及其中砂子的重力看做與小車所受拉力大小相等，沒有考慮摩擦力，故必須平衡摩擦力電磁打點(diǎn)計(jì)時器接在6 V電壓的蓄電池上將無法工作，必須接在6 V以下交流電壓的學(xué)生電源上作aM關(guān)系圖象，得到的是雙曲線，很難作出正確的判斷，必須“化曲為直”，改作a關(guān)系圖象第25頁/共50頁第二十五頁，共50頁?！敬鸢浮?1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是平衡摩擦力，該步驟應(yīng)

16、排在按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材即B步實(shí)驗(yàn)之后(2)在上述步驟中，有錯誤的是步驟D，應(yīng)把6 V電壓的蓄電池改為6 V以下交流電壓的學(xué)生(xu sheng)電源(3)在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖遣襟EG，應(yīng)把a(bǔ)M改為a第26頁/共50頁第二十六頁，共50頁。在探究加速度和力的關(guān)系時，我們使用了兩個(lin )完全相同的小車，水平拉小車的繩的另外一端分別掛有不同數(shù)目的鉤碼，設(shè)鉤碼的數(shù)目與對小車的拉力成正比，且操作符合實(shí)驗(yàn)要求試根據(jù)下表中記錄的信息(表中小車位移單位為m)，得出加速度和力的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)次數(shù)次數(shù)第一第一次次第二第二次次第三第三次次項(xiàng)目項(xiàng)目鉤碼鉤碼數(shù)目數(shù)目位移位移x鉤碼鉤碼數(shù)目數(shù)目位位移移x鉤碼鉤碼

17、數(shù)目數(shù)目位位移移x小車小車110.1110.1120.23小車小車220.2330.3430.35【解析】由于兩小車的運(yùn)動可近似看成是初速度為零的勻加速運(yùn)動，兩個小車運(yùn)動的時間t相同，由位移公式xat2可知，加速度和位移成正比關(guān)系(gun x)，也就是說，要知道加速度和力的關(guān)系(gun x)第27頁/共50頁第二十七頁，共50頁。怎樣，只需得出位移和力的關(guān)系由第一組數(shù)據(jù)可以知道，拉力之比為1 2，在誤差允許的范圍內(nèi)，位移之比為，近似(jn s)為1 2.同樣分析另外兩組數(shù)據(jù)，會得出同樣的結(jié)論，即拉力和位移成正比，也就是說加速度和力成正比關(guān)系【答案】加速度和力成正比第28頁/共50頁第二十八頁，

18、共50頁。某實(shí)驗(yàn)小組的幾名同學(xué)在探究加速度與物體的質(zhì)量以及外力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，分別根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了不同的實(shí)驗(yàn)圖象，如下圖所示，下列說法(shuf)中正確的是()A形成圖甲的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大B形成圖乙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小C形成圖丙的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大D形成圖丁的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小【解析】根據(jù)圖象(t xin)可分析，甲、乙兩圖中，當(dāng)外力F0時加速度a0，則說明F0時已經(jīng)有加速度，第29頁/共50頁第二十九頁，共50頁。這說明(shumng)木板傾角過大木板的傾角越大，小車獲得的動力就越大，越容易出現(xiàn)甲、乙兩圖所對應(yīng)的情

19、況，因此選項(xiàng)A正確丙、丁兩圖中，當(dāng)加速度a0時外力F0，即拉力不為零時加速度卻仍為零，這說明(shumng)還有摩擦力沒有平衡掉，因此木板傾角過小，選項(xiàng) D正確【答案】AD第30頁/共50頁第三十頁，共50頁。a/(ms2)2.042.663.233.98M/kg2.001.501.251.00第31頁/共50頁第三十一頁，共50頁。宜昌市何老師宜昌市何老師(losh)(losh)（1599757493215997574932）理）理科教室科教室第32頁/共50頁第三十二頁，共50頁。DM200g，m分別為30g、40g、50g、60g第33頁/共50頁第三十三頁，共50頁。_第34頁/共50頁第三十四頁，共50頁。第35頁/共50頁第三十五頁，共50頁。第36頁/共50頁第三十六頁，共50頁。第37頁/共50